微電子學(xué)Chap04

1、集成電路設(shè)計與制造的主要流程框架集成電路設(shè)計與制造的主要流程框架設(shè)計設(shè)計芯片檢測芯片檢測單晶、外單晶、外延材料延材料掩膜版掩膜版芯片制芯片制造過程造過程封裝封裝測試測試 系統(tǒng)需求系統(tǒng)需求 集成電路的設(shè)計過程：集成電路的設(shè)計過程： 設(shè)計創(chuàng)意設(shè)計創(chuàng)意 + + 仿真驗證仿真驗證集成電路芯片設(shè)計過程框架集成電路芯片設(shè)計過程框架From 吉利久教授吉利久教授是是功能要求功能要求行為設(shè)計（行為設(shè)計（VHDL）行為仿真行為仿真綜合、優(yōu)化綜合、優(yōu)化網(wǎng)表網(wǎng)表時序仿真時序仿真布局布線布局布線版圖版圖后仿真后仿真否否是是否否否否是是Sing off設(shè)計業(yè)設(shè)計業(yè)制造業(yè)制造業(yè)芯片制造過程芯片制造過程由氧化、淀積、離子注

2、入或蒸由氧化、淀積、離子注入或蒸發(fā)形成新的薄膜或膜層發(fā)形成新的薄膜或膜層曝曝 光光刻刻 蝕蝕硅片硅片測試和封裝測試和封裝用掩膜版用掩膜版重復(fù)重復(fù)20-30次次集成電路芯片的顯微照片集成電路芯片的顯微照片Vsspoly 柵Vdd布線通道參考孔有源區(qū)N+P+ 50 m100 m頭發(fā)絲粗細(xì)頭發(fā)絲粗細(xì) 30 m1 m 1 m(晶體管的大小晶體管的大小)3050 m(皮膚細(xì)胞的大小皮膚細(xì)胞的大小)90年代生產(chǎn)的集成電路中晶體管大小與人年代生產(chǎn)的集成電路中晶體管大小與人類頭發(fā)絲粗細(xì)、皮膚細(xì)胞大小的比較類頭發(fā)絲粗細(xì)、皮膚細(xì)胞大小的比較N溝道溝道MOS晶體管晶體管CMOS集成電路集成電路(互補型互補型MOS集

3、成電路集成電路)：目前應(yīng)用最為廣泛的一種集成電路，約占目前應(yīng)用最為廣泛的一種集成電路，約占集成電路總數(shù)的集成電路總數(shù)的95%以上。以上。集成電路制造工藝集成電路制造工藝圖形轉(zhuǎn)換：圖形轉(zhuǎn)換：將設(shè)計在掩膜版將設(shè)計在掩膜版(類似于照類似于照相底片相底片)上的圖形轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體單晶片上上的圖形轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體單晶片上摻雜：摻雜：根據(jù)設(shè)計的需要，將各種雜質(zhì)摻根據(jù)設(shè)計的需要，將各種雜質(zhì)摻雜在需要的位置上，形成晶體管、接觸等雜在需要的位置上，形成晶體管、接觸等制膜：制膜：制作各種材料的薄膜制作各種材料的薄膜圖形轉(zhuǎn)換：光刻圖形轉(zhuǎn)換：光刻光刻三要素：光刻三要素：光刻膠、掩膜版和光刻機光刻膠、掩膜版和光刻機?光刻膠又叫

4、光致抗蝕劑，它是由光敏化合物、光刻膠又叫光致抗蝕劑，它是由光敏化合物、基體樹脂和有機溶劑等混合而成的膠狀液體基體樹脂和有機溶劑等混合而成的膠狀液體?光刻膠受到特定波長光線的作用后，導(dǎo)致其光刻膠受到特定波長光線的作用后，導(dǎo)致其化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使光刻膠在某種特定溶化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使光刻膠在某種特定溶液中的溶解特性改變液中的溶解特性改變正膠：正膠：分辨率高，在超大規(guī)模集成電路分辨率高，在超大規(guī)模集成電路工藝中，一般只采用正膠工藝中，一般只采用正膠負(fù)膠：負(fù)膠：分辨率差，適于加工線寬分辨率差，適于加工線寬3 m的的線條線條正膠：曝光正膠：曝光后可溶后可溶負(fù)膠：曝光負(fù)膠：曝光后不可溶后不可溶圖形轉(zhuǎn)換：

5、光刻圖形轉(zhuǎn)換：光刻幾種常見的光刻方法幾種常見的光刻方法?接觸式光刻：接觸式光刻：分辨率較高，但是容易造分辨率較高，但是容易造成掩膜版和光刻膠膜的損傷。成掩膜版和光刻膠膜的損傷。?接近式曝光：接近式曝光：在硅片和掩膜版之間有一在硅片和掩膜版之間有一個很小的間隙個很小的間隙(1025 m)，可以大大減，可以大大減小掩膜版的損傷，分辨率較低小掩膜版的損傷，分辨率較低?投影式曝光：投影式曝光：利用透鏡或反射鏡將掩膜利用透鏡或反射鏡將掩膜版上的圖形投影到襯底上的曝光方法，版上的圖形投影到襯底上的曝光方法，目前用的最多的曝光方式目前用的最多的曝光方式三種光刻方式三種光刻方式圖形轉(zhuǎn)換：光刻圖形轉(zhuǎn)換：光刻超細(xì)

6、線條光刻技術(shù)超細(xì)線條光刻技術(shù)?甚遠紫外線甚遠紫外線(EUV) (EUV) ?電子束光刻電子束光刻 ?X X射線射線?離子束光刻離子束光刻圖形轉(zhuǎn)換：刻蝕技術(shù)圖形轉(zhuǎn)換：刻蝕技術(shù)濕法刻蝕：濕法刻蝕：利用液態(tài)化學(xué)試劑或利用液態(tài)化學(xué)試劑或溶液通過化學(xué)反應(yīng)進行刻蝕的方法溶液通過化學(xué)反應(yīng)進行刻蝕的方法干法刻蝕：干法刻蝕：主要指利用低壓放電主要指利用低壓放電產(chǎn)生的等離子體中的離子或游離基產(chǎn)生的等離子體中的離子或游離基( (處于激發(fā)態(tài)的分子、原子及各種原處于激發(fā)態(tài)的分子、原子及各種原子基團等子基團等) )與材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或通與材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或通過轟擊等物理作用而達到刻蝕的目的過轟擊等物理作用而達到刻蝕的目的

7、圖形轉(zhuǎn)換：刻蝕技術(shù)圖形轉(zhuǎn)換：刻蝕技術(shù)濕法腐蝕：濕法腐蝕：?濕法化學(xué)刻蝕在半導(dǎo)體工藝中有著廣泛濕法化學(xué)刻蝕在半導(dǎo)體工藝中有著廣泛應(yīng)用：磨片、拋光、清洗、腐蝕應(yīng)用：磨片、拋光、清洗、腐蝕?優(yōu)點是選擇性好、重復(fù)性好、生產(chǎn)效率優(yōu)點是選擇性好、重復(fù)性好、生產(chǎn)效率高、設(shè)備簡單、成本低高、設(shè)備簡單、成本低?缺點是鉆蝕嚴(yán)重、對圖形的控制性較差缺點是鉆蝕嚴(yán)重、對圖形的控制性較差干法刻蝕干法刻蝕濺射與離子束銑蝕：濺射與離子束銑蝕：通過高能惰性氣體離子的物通過高能惰性氣體離子的物理轟擊作用刻蝕，各向異性性好，但選擇性較差理轟擊作用刻蝕，各向異性性好，但選擇性較差等離子刻蝕等離子刻蝕(Plasma Etching)：

8、利用放電產(chǎn)生的利用放電產(chǎn)生的游離基與材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成揮發(fā)物，實現(xiàn)刻游離基與材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成揮發(fā)物，實現(xiàn)刻蝕。選擇性好、對襯底損傷較小，但各向異性較差蝕。選擇性好、對襯底損傷較小，但各向異性較差反應(yīng)離子刻蝕反應(yīng)離子刻蝕(Reactive Ion Etching，簡稱為，簡稱為RIE)：通過活性離子對襯底的物理轟擊和化通過活性離子對襯底的物理轟擊和化學(xué)反應(yīng)雙重作用刻蝕。具有濺射刻蝕和等離學(xué)反應(yīng)雙重作用刻蝕。具有濺射刻蝕和等離子刻蝕兩者的優(yōu)點，同時兼有各向異性和選子刻蝕兩者的優(yōu)點，同時兼有各向異性和選擇性好的優(yōu)點。目前，擇性好的優(yōu)點。目前，RIE已成為已成為VLSI工藝工藝中應(yīng)用最廣泛的

9、主流刻蝕技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的主流刻蝕技術(shù)雜質(zhì)摻雜雜質(zhì)摻雜摻雜：摻雜：將需要的雜質(zhì)摻入特定的將需要的雜質(zhì)摻入特定的半導(dǎo)體區(qū)域中，以達到改變半導(dǎo)半導(dǎo)體區(qū)域中，以達到改變半導(dǎo)體電學(xué)性質(zhì)，形成體電學(xué)性質(zhì)，形成PN結(jié)、電阻、結(jié)、電阻、歐姆接觸歐姆接觸?磷磷(P)、砷、砷(As) N型硅型硅?硼硼(B) P型硅型硅摻雜工藝：摻雜工藝：擴散、離子注入擴散、離子注入擴擴 散散替位式擴散：雜質(zhì)離子占據(jù)硅原子的位：替位式擴散：雜質(zhì)離子占據(jù)硅原子的位：?、族元素族元素?一般要在很高的溫度一般要在很高的溫度(9501280)下進行下進行?磷、硼、砷等在二氧化硅層中的擴散系數(shù)磷、硼、砷等在二氧化硅層中的擴散系數(shù)均遠小于在

10、硅中的擴散系數(shù)，可以利用氧均遠小于在硅中的擴散系數(shù)，可以利用氧化層作為雜質(zhì)擴散的掩蔽層化層作為雜質(zhì)擴散的掩蔽層間隙式擴散：雜質(zhì)離子位于晶格間隙：間隙式擴散：雜質(zhì)離子位于晶格間隙：?Na、K、Fe、Cu、Au 等元素等元素?擴散系數(shù)要比替位式擴散大擴散系數(shù)要比替位式擴散大67個數(shù)量級個數(shù)量級雜質(zhì)橫向擴散示意圖雜質(zhì)橫向擴散示意圖固態(tài)源擴散：如固態(tài)源擴散：如B2O3、P2O5、BN等等利用液態(tài)源進行擴散的裝置示意圖利用液態(tài)源進行擴散的裝置示意圖離子注入離子注入離子注入：將具有很高能量的雜質(zhì)離子射離子注入：將具有很高能量的雜質(zhì)離子射入半導(dǎo)體襯底中的摻雜技術(shù)，摻雜深度由入半導(dǎo)體襯底中的摻雜技術(shù)，摻雜深度

11、由注入雜質(zhì)離子的能量和質(zhì)量決定，摻雜濃注入雜質(zhì)離子的能量和質(zhì)量決定，摻雜濃度由注入雜質(zhì)離子的數(shù)目度由注入雜質(zhì)離子的數(shù)目(劑量劑量)決定決定 ? 摻雜的均勻性好摻雜的均勻性好?溫度低：小于溫度低：小于600?可以精確控制雜質(zhì)分布可以精確控制雜質(zhì)分布?可以注入各種各樣的元素可以注入各種各樣的元素?橫向擴展比擴散要小得多。橫向擴展比擴散要小得多。?可以對化合物半導(dǎo)體進行摻雜可以對化合物半導(dǎo)體進行摻雜離子注入系統(tǒng)的原理示意圖離子注入系統(tǒng)的原理示意圖離子注入到無定形靶中的高斯分布情況離子注入到無定形靶中的高斯分布情況退退 火火退火：也叫熱處理，集成電路工藝中所有退火：也叫熱處理，集成電路工藝中所有的在氮

12、氣等不活潑氣氛中進行的熱處理過的在氮氣等不活潑氣氛中進行的熱處理過程都可以稱為退火程都可以稱為退火?激活雜質(zhì)：使不在晶格位置上的離子運動到激活雜質(zhì)：使不在晶格位置上的離子運動到晶格位置，以便具有電活性，產(chǎn)生自由載流晶格位置，以便具有電活性，產(chǎn)生自由載流子，起到雜質(zhì)的作用子，起到雜質(zhì)的作用?消除損傷消除損傷退火方式：退火方式：?爐退火爐退火?快速退火：脈沖激光法、掃描電子束、連續(xù)快速退火：脈沖激光法、掃描電子束、連續(xù)波激光、非相干寬帶頻光源波激光、非相干寬帶頻光源(如鹵光燈、電弧如鹵光燈、電弧燈、石墨加熱器、紅外設(shè)備等燈、石墨加熱器、紅外設(shè)備等)氧化工藝氧化工藝氧化：制備氧化：制備SiO2層層S

13、iO2的性質(zhì)及其作用的性質(zhì)及其作用SiO2是一種十分理想的電絕緣材是一種十分理想的電絕緣材料，它的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，室料，它的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，室溫下它只與氫氟酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)溫下它只與氫氟酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)氧化硅層的主要作用氧化硅層的主要作用在在MOS電路中作為電路中作為MOS器件的絕緣器件的絕緣柵介質(zhì)，器件的組成部分柵介質(zhì)，器件的組成部分?jǐn)U散時的掩蔽層，離子注入的擴散時的掩蔽層，離子注入的(有時有時與光刻膠、與光刻膠、Si3N4層一起使用層一起使用)阻擋層阻擋層作為集成電路的隔離介質(zhì)材料作為集成電路的隔離介質(zhì)材料作為電容器的絕緣介質(zhì)材料作為電容器的絕緣介質(zhì)材料作為多層金屬互連層之間的介質(zhì)材料作為

14、多層金屬互連層之間的介質(zhì)材料作為對器件和電路進行鈍化的鈍化層作為對器件和電路進行鈍化的鈍化層材料材料SiO2的制備方法的制備方法熱氧化法熱氧化法?干氧氧化干氧氧化?水蒸汽氧化水蒸汽氧化?濕氧氧化濕氧氧化?干氧濕氧干氧干氧濕氧干氧(簡稱干濕干簡稱干濕干)氧化法氧化法?氫氧合成氧化氫氧合成氧化化學(xué)氣相淀積法化學(xué)氣相淀積法熱分解淀積法熱分解淀積法濺射法濺射法進行干氧和濕氧氧化的氧化爐示意圖進行干氧和濕氧氧化的氧化爐示意圖化學(xué)汽相淀積化學(xué)汽相淀積(CVD)化學(xué)汽相淀積化學(xué)汽相淀積(Chemical Vapor Deposition)：通過氣態(tài)物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)在襯底上淀積一層通過氣態(tài)物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)在襯底上

15、淀積一層薄膜材料的過程薄膜材料的過程CVD技術(shù)特點：技術(shù)特點：?具有淀積溫度低、薄膜成分和厚度易于控具有淀積溫度低、薄膜成分和厚度易于控制、均勻性和重復(fù)性好、臺階覆蓋優(yōu)良、適制、均勻性和重復(fù)性好、臺階覆蓋優(yōu)良、適用范圍廣、設(shè)備簡單等一系列優(yōu)點用范圍廣、設(shè)備簡單等一系列優(yōu)點?CVD方法幾乎可以淀積集成電路工藝中所方法幾乎可以淀積集成電路工藝中所需要的各種薄膜，例如摻雜或不摻雜的需要的各種薄膜，例如摻雜或不摻雜的SiO2、多晶硅、非晶硅、氮化硅、金屬多晶硅、非晶硅、氮化硅、金屬(鎢、鉬鎢、鉬)等等化學(xué)汽相淀積化學(xué)汽相淀積(CVD)常壓化學(xué)汽相淀積常壓化學(xué)汽相淀積(APCVD)低壓化學(xué)汽相淀積低壓化

16、學(xué)汽相淀積(LPCVD)等離子增強化學(xué)汽相淀積等離子增強化學(xué)汽相淀積(PECVD)APCVD反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖 LPCVD反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖平行板型平行板型PECVD反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖化學(xué)汽相淀積化學(xué)汽相淀積(CVD)單晶硅的化學(xué)汽相淀積單晶硅的化學(xué)汽相淀積(外延外延)：一般地，一般地，將在單晶襯底上生長單晶材料的工藝叫做將在單晶襯底上生長單晶材料的工藝叫做外延，生長有外延層的晶體片叫做外延片外延，生長有外延層的晶體片叫做外延片二氧化硅的化學(xué)汽相淀積：二氧化硅的化學(xué)汽相淀積：可以作為金屬可以作為金屬化時的介質(zhì)層，而且還可以作為離子注入化時的

17、介質(zhì)層，而且還可以作為離子注入或擴散的掩蔽膜，甚至還可以將摻磷、硼或擴散的掩蔽膜，甚至還可以將摻磷、硼或砷的氧化物用作擴散源或砷的氧化物用作擴散源 ?低溫低溫CVD氧化層：低于氧化層：低于500?中等溫度淀積：中等溫度淀積：500800?高溫淀積：高溫淀積：900左右左右化學(xué)汽相淀積化學(xué)汽相淀積(CVD)多晶硅的化學(xué)汽相淀積：多晶硅的化學(xué)汽相淀積：利用多晶硅替代利用多晶硅替代金屬鋁作為金屬鋁作為MOS器件的柵極是器件的柵極是MOS集成集成電路技術(shù)的重大突破之一，它比利用金屬電路技術(shù)的重大突破之一，它比利用金屬鋁作為柵極的鋁作為柵極的MOS器件性能得到很大提高，器件性能得到很大提高，而且采用多晶

18、硅柵技術(shù)可以實現(xiàn)源漏區(qū)自而且采用多晶硅柵技術(shù)可以實現(xiàn)源漏區(qū)自對準(zhǔn)離子注入，使對準(zhǔn)離子注入，使MOS集成電路的集成度集成電路的集成度得到很大提高。得到很大提高。氮化硅的化學(xué)汽相淀積：氮化硅的化學(xué)汽相淀積：中等溫度中等溫度(780820)的的LPCVD或低溫或低溫(300) PECVD方方法淀積法淀積物理氣相淀積物理氣相淀積(PVD)蒸發(fā)：蒸發(fā)：在真空系統(tǒng)中，金屬原子獲得在真空系統(tǒng)中，金屬原子獲得足夠的能量后便可以脫離金屬表面的足夠的能量后便可以脫離金屬表面的束縛成為蒸汽原子，淀積在晶片上。束縛成為蒸汽原子，淀積在晶片上。按照能量來源的不同，有燈絲加熱蒸按照能量來源的不同，有燈絲加熱蒸發(fā)和電子束蒸

19、發(fā)兩種發(fā)和電子束蒸發(fā)兩種濺射：濺射：真空系統(tǒng)中充入惰性氣體，在真空系統(tǒng)中充入惰性氣體，在高壓電場作用下，氣體放電形成的離高壓電場作用下，氣體放電形成的離子被強電場加速，轟擊靶材料，使靶子被強電場加速，轟擊靶材料，使靶原子逸出并被濺射到晶片上原子逸出并被濺射到晶片上蒸蒸發(fā)發(fā)原原理理圖圖集成電路工藝集成電路工藝圖形轉(zhuǎn)換：圖形轉(zhuǎn)換：?光刻：接觸光刻、接近光刻、投影光刻、電光刻：接觸光刻、接近光刻、投影光刻、電子束光刻子束光刻?刻蝕：干法刻蝕、濕法刻蝕刻蝕：干法刻蝕、濕法刻蝕摻雜：摻雜：?離子注入離子注入 退火退火?擴散擴散制膜：制膜：?氧化：干氧氧化、濕氧氧化等氧化：干氧氧化、濕氧氧化等?CVD：A

20、PCVD、LPCVD、PECVD?PVD：蒸發(fā)、濺射：蒸發(fā)、濺射作作 業(yè)業(yè)集成電路工藝主要分為哪集成電路工藝主要分為哪幾大類，每一類中包括哪些幾大類，每一類中包括哪些主要工藝，并簡述各工藝的主要工藝，并簡述各工藝的主要作用主要作用簡述光刻的工藝過程簡述光刻的工藝過程 集成電路基本加工工藝包括襯底外延生長、掩膜制版、光刻、摻雜、絕緣集成電路基本加工工藝包括襯底外延生長、掩膜制版、光刻、摻雜、絕緣層和金屬層形成等。層和金屬層形成等。 而集成電路的而集成電路的特定工藝特定工藝包括包括硅基硅基的雙極型工藝、的雙極型工藝、CMOS、BiCMOS；鍺硅；鍺硅HBT工藝和工藝和BiCMOS工藝，工藝，SOI

21、材料材料的的CMOS工藝，工藝，GaAs基基/InP基的基的MESFET工藝、工藝、HEMT工藝和工藝和HBT工藝等。工藝等。 目前應(yīng)用最廣泛的特定工藝是目前應(yīng)用最廣泛的特定工藝是CMOS工藝。工藝。 在在CMOS工藝中，又可細(xì)分為工藝中，又可細(xì)分為DRAM工藝、邏輯工藝、模擬數(shù)字混合集成工藝、邏輯工藝、模擬數(shù)字混合集成工藝，工藝，RFIC工藝等。工藝等。 盡管特定工藝種類繁多，若以晶體管類型來區(qū)分，目前常用的大體上可分盡管特定工藝種類繁多，若以晶體管類型來區(qū)分，目前常用的大體上可分為雙極型為雙極型/HBT、MESFET/HEMT、CMOS、BiCMOS四大類型。四大類型。 將分別介紹這四種特

22、定工藝的基本加工過程。將分別介紹這四種特定工藝的基本加工過程。CMOS集成電路集成電路制造工藝制造工藝CMOS工藝技術(shù)是當(dāng)代工藝技術(shù)是當(dāng)代VLSI工藝的主流工工藝的主流工藝技術(shù)，該工藝是在藝技術(shù)，該工藝是在PMOS與與NMOS工藝基工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，特點是將礎(chǔ)上發(fā)展起來的，特點是將NMOS器件和器件和PMOS器件同時制作在同一襯底上。器件同時制作在同一襯底上。COMOS工藝一般可分為三類：工藝一般可分為三類：P阱阱CMOS工藝、工藝、N阱阱CMOS工藝和雙阱工藝和雙阱CMOS工藝。工藝。 P阱阱CMOS工藝工藝P阱阱CMOS工藝以工藝以N型單晶硅為襯底。型單晶硅為襯底。首先在首先在N型硅襯

23、底上制作型硅襯底上制作P阱，然后將阱，然后將NMOS晶體管制作在該晶體管制作在該P阱中，而阱中，而PMOS管則直接做在管則直接做在N型硅襯底上。型硅襯底上。N阱阱CMOS工藝工藝 N阱阱CMOS工藝正好與工藝正好與P阱阱CMOS工藝相反，它是在工藝相反，它是在P型型襯底上形成襯底上形成N阱。因為阱。因為N溝道器件是在溝道器件是在P型襯底上制成的，型襯底上制成的，這種方法與標(biāo)準(zhǔn)的這種方法與標(biāo)準(zhǔn)的N溝道溝道MOS晶體管的工藝是兼容的。晶體管的工藝是兼容的。在這種情況下，在這種情況下，N阱中和了阱中和了P型襯底，型襯底，N阱中的阱中的P溝道溝道MOS晶體管會受到過渡摻雜的影響。晶體管會受到過渡摻雜的

24、影響。雙阱雙阱CMOS工藝工藝雙阱雙阱CMOS工藝采用的原始材料是在工藝采用的原始材料是在N+或或P+襯底上外延一層輕摻雜的外延襯底上外延一層輕摻雜的外延層，然后用離子注入的方法同時制作層，然后用離子注入的方法同時制作N阱和阱和P阱。使用雙阱工藝不但可以提高阱。使用雙阱工藝不但可以提高器件密度，還可以有效的控制寄生晶器件密度，還可以有效的控制寄生晶體管的影響，抑制閂鎖現(xiàn)象。體管的影響，抑制閂鎖現(xiàn)象。形成形成N阱阱?初始氧化初始氧化?淀積氮化硅層淀積氮化硅層?光刻光刻1版，定義出版，定義出N阱阱?反應(yīng)離子刻蝕氮化硅層反應(yīng)離子刻蝕氮化硅層?N阱離子注入，注磷阱離子注入，注磷形成形成P阱阱?去掉光刻

25、膠去掉光刻膠?在在N阱區(qū)生長厚氧化層，其它區(qū)域被氮化硅阱區(qū)生長厚氧化層，其它區(qū)域被氮化硅層保護而不會被氧化層保護而不會被氧化?去掉氮化硅層去掉氮化硅層? P阱離子注入，注硼阱離子注入，注硼推阱推阱?退火驅(qū)入退火驅(qū)入?去掉去掉N阱區(qū)的氧化層阱區(qū)的氧化層形成場隔離區(qū)形成場隔離區(qū)?生長一層薄氧化層生長一層薄氧化層?淀積一層氮化硅淀積一層氮化硅?光刻場隔離區(qū)，非隔離光刻場隔離區(qū)，非隔離區(qū)被光刻膠保護起來區(qū)被光刻膠保護起來?反應(yīng)離子刻蝕氮化硅反應(yīng)離子刻蝕氮化硅?場區(qū)離子注入場區(qū)離子注入?熱生長厚的場氧化層熱生長厚的場氧化層?去掉氮化硅層去掉氮化硅層形成多晶硅柵形成多晶硅柵? 生長柵氧化層生長柵氧化層?

26、淀積多晶硅淀積多晶硅? 光刻多晶硅柵光刻多晶硅柵? 刻蝕多晶硅柵刻蝕多晶硅柵形成硅化物形成硅化物?淀積氧化層淀積氧化層?反應(yīng)離子刻蝕氧化層，形成側(cè)壁氧化層反應(yīng)離子刻蝕氧化層，形成側(cè)壁氧化層?淀積難熔金屬淀積難熔金屬Ti或或Co等等?低溫退火，形成低溫退火，形成C-47相的相的TiSi2或或CoSi?去掉氧化層上的沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的去掉氧化層上的沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的Ti或或Co?高溫退火，形成低阻穩(wěn)定的高溫退火，形成低阻穩(wěn)定的TiSi2或或CoSi2形成形成N管源漏區(qū)管源漏區(qū)?光刻，利用光刻膠將光刻，利用光刻膠將PMOS區(qū)保護起來區(qū)保護起來?離子注入磷或砷，形成離子注入磷或砷，形成N管源漏區(qū)管源漏

27、區(qū)形成形成P管源漏區(qū)管源漏區(qū)?光刻，利用光刻膠將光刻，利用光刻膠將NMOS區(qū)保護起來區(qū)保護起來?離子注入硼，形成離子注入硼，形成P管源漏區(qū)管源漏區(qū)形成接觸孔形成接觸孔? 化學(xué)氣相淀積磷硅玻璃層化學(xué)氣相淀積磷硅玻璃層?退火和致密退火和致密?光刻接觸孔版光刻接觸孔版?反應(yīng)離子刻蝕磷硅玻璃，形成接觸孔反應(yīng)離子刻蝕磷硅玻璃，形成接觸孔形成第一層金屬形成第一層金屬?淀積金屬鎢淀積金屬鎢(W)，形成鎢塞，形成鎢塞形成第一層金屬形成第一層金屬?淀積金屬層，如淀積金屬層，如Al-Si、Al-Si-Cu合金等合金等?光刻第一層金屬版，定義出連線圖形光刻第一層金屬版，定義出連線圖形?反應(yīng)離子刻蝕金屬層，形成互連圖

28、形反應(yīng)離子刻蝕金屬層，形成互連圖形形成穿通接觸孔形成穿通接觸孔?化學(xué)氣相淀積化學(xué)氣相淀積PETEOS?通過化學(xué)機械拋光進行平坦化通過化學(xué)機械拋光進行平坦化?光刻穿通接觸孔版光刻穿通接觸孔版?反應(yīng)離子刻蝕絕緣層，形成穿通接觸孔反應(yīng)離子刻蝕絕緣層，形成穿通接觸孔形成第二層金屬形成第二層金屬?淀積金屬層，如淀積金屬層，如Al-Si、Al-Si-Cu合金等合金等?光刻第二層金屬版，定義出連線圖形光刻第二層金屬版，定義出連線圖形?反應(yīng)離子刻蝕，形成第二層金屬互連圖形反應(yīng)離子刻蝕，形成第二層金屬互連圖形合金合金 形成鈍化層形成鈍化層? 在低溫條件下在低溫條件下(小于小于300)淀積氮化硅淀積氮化硅? 光刻

29、鈍化版光刻鈍化版? 刻蝕氮化硅，形成鈍化圖形刻蝕氮化硅，形成鈍化圖形測試、封裝，完成集成電路的制造工藝測試、封裝，完成集成電路的制造工藝CMOS集成電路一般采用集成電路一般采用(100)晶向的硅材料晶向的硅材料AA雙極集成電路雙極集成電路制造工藝制造工藝制作埋層制作埋層?初始氧化，熱生長厚度約為初始氧化，熱生長厚度約為5001000nm的氧化層的氧化層?光刻光刻1#版版(埋層版埋層版)，利用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)將光刻窗，利用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)將光刻窗口中的氧化層刻蝕掉，并去掉光刻膠口中的氧化層刻蝕掉，并去掉光刻膠?進行大劑量進行大劑量As+注入并退火，形成注入并退火，形成n+埋層埋層雙極集成電路工藝

30、雙極集成電路工藝生長生長n型外延層型外延層?利用利用HF腐蝕掉硅片表面的氧化層腐蝕掉硅片表面的氧化層?將硅片放入外延爐中進行外延，外延層的厚度和摻雜將硅片放入外延爐中進行外延，外延層的厚度和摻雜濃度一般由器件的用途決定濃度一般由器件的用途決定形成橫向氧化物隔離區(qū)形成橫向氧化物隔離區(qū)?熱生長一層薄氧化層，厚度約熱生長一層薄氧化層，厚度約50nm?淀積一層氮化硅，厚度約淀積一層氮化硅，厚度約100nm?光刻光刻2#版版(場區(qū)隔離版場區(qū)隔離版形成橫向氧化物隔離區(qū)形成橫向氧化物隔離區(qū)?利用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)將光刻窗口中的氮化利用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)將光刻窗口中的氮化硅層硅層-氧化層以及一半的外延硅層刻蝕掉氧

31、化層以及一半的外延硅層刻蝕掉?進行硼離子注入進行硼離子注入形成橫向氧化物隔離區(qū)形成橫向氧化物隔離區(qū)?去掉光刻膠，把硅片放入氧化爐氧化，形成去掉光刻膠，把硅片放入氧化爐氧化，形成厚的場氧化層隔離區(qū)厚的場氧化層隔離區(qū)?去掉氮化硅層去掉氮化硅層形成基區(qū)形成基區(qū)?光刻光刻3#版版(基區(qū)版基區(qū)版)，利用光刻膠將收集區(qū)遮，利用光刻膠將收集區(qū)遮擋住，暴露出基區(qū)擋住，暴露出基區(qū)?基區(qū)離子注入硼基區(qū)離子注入硼形成接觸孔：形成接觸孔：?光刻光刻4#版版(基區(qū)接觸孔版基區(qū)接觸孔版)?進行大劑量硼離子注入進行大劑量硼離子注入?刻蝕掉接觸孔中的氧化層刻蝕掉接觸孔中的氧化層形成發(fā)射區(qū)形成發(fā)射區(qū)?光刻光刻5#版版(發(fā)射區(qū)版

32、發(fā)射區(qū)版)，利用光刻膠將基極接觸，利用光刻膠將基極接觸孔保護起來，暴露出發(fā)射極和集電極接觸孔孔保護起來，暴露出發(fā)射極和集電極接觸孔?進行低能量、高劑量的砷離子注入，形成發(fā)射進行低能量、高劑量的砷離子注入，形成發(fā)射區(qū)和集電區(qū)區(qū)和集電區(qū)金屬化金屬化?淀積金屬，一般是鋁或淀積金屬，一般是鋁或Al-Si、Pt-Si合金等合金等?光刻光刻6#版版(連線版連線版)，形成金屬互連線，形成金屬互連線合金：合金：使使Al與接觸孔中的硅形成良好的歐與接觸孔中的硅形成良好的歐姆接觸，一般是在姆接觸，一般是在450、N2-H2氣氛下處氣氛下處理理2030分鐘分鐘形成鈍化層形成鈍化層?在低溫條件下在低溫條件下(小于小于300)淀積